ES2569534T3 - Sistema y método para proteger un catalizador SCR de partículas de ceniza grandes - Google Patents

Sistema y método para proteger un catalizador SCR de partículas de ceniza grandes Download PDF

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ES2569534T3 ES10173906.8T ES10173906T ES2569534T3 ES 2569534 T3 ES2569534 T3 ES 2569534T3 ES 10173906 T ES10173906 T ES 10173906T ES 2569534 T3 ES2569534 T3 ES 2569534T3
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Abstract

Un sistema para aumentar la vida activa de un catalizador SCR, comprendiendo el sistema: (i) al menos un primer conducto de gas de escape diseñado para transportar gas de escape desde una zona de combustión hasta un SCR; (ii) al menos un SCR situado entre el al menos un primer conducto de gas de escape y al menos un segundo conducto de gas de escape, en el que el al menos un segundo conducto de gas de escape está diseñado para transportar el gas de escape desde el SCR hasta los sistemas adicionales aguas abajo o controles medioambientales; (iii) al menos un tamiz para partículas de ceniza grandes situado en el al menos un primer conducto de escape, de manera que posibilite la recogida de al menos aproximadamente un 50 por ciento de cualquier partícula de ceniza grande presente en el gas de escape antes de la entrada de gas de escape en el al menos un SCR; y (iv) al menos una válvula rotatoria situada para estar en comunicación de trabajo con el tamiz para partículas de ceniza grandes, en el que la al menos una válvula rotatoria está diseñada para recoger cualquier partícula de ceniza grande capturada por el al menos un tamiz para partículas de ceniza grandes y suministrar tales partículas de ceniza grandes a el al menos un segundo conducto de gas de escape.

Description

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DESCRIPCION
Sistema y metodo para proteger un catalizador SCR de partlcuias de ceniza grandes Campo
La presente invencion se refiere, en general, al campo de los equipos de control de emisiones para calderas, calentadores, hornos u otros dispositivos de generacion de gas de escape o de gas de combustion (por ejemplo, aquellos localizados en centrales electricas, plantas de procesamiento, etc.) y, en particular, aunque no exclusivamente, a un metodo nuevo y util y un aparato para prevenir la obstruccion, bloqueo y/o contaminacion de un catalizador SCR. En otra realizacion, el metodo y aparato de la presente invencion estan disenados para proteger un catalizador SCR de la obstruccion y/o bloqueo con partlculas de ceniza grandes que pueden generarse durante la combustion.
Antecedentes
El termino NOx se refiere a las emisiones acumuladas de oxido nltrico (NO), dioxido de nitrogeno (NO2) y cantidades traza de otras especies de oxido de nitrogeno generadas durante la combustion. La combustion de cualquier combustible fosil genera un cierto nivel de NOx debido a las altas temperaturas y la disponibilidad de oxlgeno y nitrogeno tanto en el aire como en el combustible. Las emisiones de NOx pueden controlarse usando tecnologla de baja combustion de NOx y tecnicas de postcombustion. Una de estas tecnicas de postcombustion es la reduccion catalltica selectiva usando un aparato generalmente denominado reactor catalltico selectivo o simplemente SCR.
La tecnologla SCR se usa en todo el mundo para controlar las emisiones de NOx de las fuentes de combustion. Esta tecnologla se ha usado ampliamente en Japon para el control de NOx de calderas de servicio desde finales de los anos 70, en Alemania desde finales de los anos 80 y en Estados Unidos desde los anos 90. La funcion del sistema SCR es hacer reaccionar los NOx con amoniaco (NH3) y oxlgeno para formar nitrogeno molecular y agua. Los SCR a escala industrial se han disenado para que funcionen principalmente en el intervalo de temperatura de 260 °C a 482,2 °C (de 500 °F a 900 °F), aunque mas a menudo en el intervalo de 287,8 °C a 398,9 °C (de 550 °F a 750 °F). Los SCR tlpicamente se disenan para satisfacer una eficacia de reduccion de NOx especificada para un escape de amoniaco permisible maximo. El escape de amoniaco es la concentracion, expresada en partes por millon en volumen, de amoniaco no reaccionado que sale del SCR.
Para detalles adicionales respecto a las tecnologlas de elimination de NOx usadas en las industrias de generacion industrial y energeticas, el lector debe hacer referencia a Steam: its generation and use, 41a Edition, Kitto y Stultz, Eds., Copyright © 2005, The Babcock & Wilcox Company, Barberton, Ohio, EE.UU., particularmente Capltulo 34 - Control de Oxidos de Nitrogeno.
Las normativas (marzo de 2005) promulgadas por la EPA prometen aumentar la portion de calderas de servicio equipadas con SCR. Los SCR generalmente se disenan para una eficiencia maxima de aproximadamente el 90 %. Este llmite no se ajusta mediante ningun llmite teorico sobre la capacidad de los SCR para conseguir mayores niveles de destruction de NOx. Mas bien es un llmite practico y ajustado para evitar niveles excesivos de escapes de amoniaco. Este problema se explica a continuation.
En un SCR, el amoniaco reacciona con NOx de acuerdo con las siguientes reacciones estequiometricas (a) a (c):

4NO + 4NH3 + O2 ^ 4N2 + 6H2O (a)

12NO2 + 12NH3 ^ 12N2 + I8H2O + 3O2 (b)

2NO2 + 4NH3 + O2 ^ 3N2 + 6H2O (c).
Las reacciones anteriores se catalizan usando un catalizador adecuado. Los catalizadores adecuados se analizan, por ejemplo, en las Patentes de Estados Unidos n.° 5.540.897; 5.567.394; y 5.585.081 de Chu et al. Las formulaciones de catalizador generalmente estan incluidas dentro de una de estas tres categorlas: metal base, zeolita y metal precioso.
Los catalizadores de metal base usan oxido de titanio con pequenas cantidades de vanadio, molibdeno, volframio o una combination de otros varios agentes qulmicos activos. Los catalizadores de metal base son selectivos y funcionan en el intervalo de temperatura especificado. El principal inconveniente del catalizador de metal base es su potencial de oxidar SO2 a SO3; el grado de oxidation varla segun la formulation qulmica del catalizador. Las cantidades de SO3 que se forman pueden reaccionar con el arrastre de amoniaco para formar diversas sales de sulfato de amonio.
Los catalizadores de zeolita son materiales de aluminosilicato que funcionan analogamente a los catalizadores de metal base. Una ventaja potencial de los catalizadores de zeolita es su mayor temperatura operativa, de
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aproximadamente 970 °F (521 °C). Estos catalizadores pueden oxidar el SO2 a SO3 y deben igualarse cuidadosamente con las condiciones del gas de escape.
Los catalizadores de metal precioso generalmente se fabrican a partir de platino y rodio. Los catalizadores de metal precioso tambien requieren una consideracion cuidadosa de los constituyentes del gas de escape y las temperaturas de operacion. Aunque son eficaces para la reduccion de NOx, estos catalizadores pueden actuar tambien como catalizadores oxidantes, convirtiendo el CO en CO2 en condiciones de temperatura apropiadas. Sin embargo, la oxidacion de SO2 a SO3 y los altos costes del material a menudo hacen que los catalizadores de metal precioso sean menos atractivos.
Como saben los expertos en la materia, diversos catalizadores de SCR experimentan obstruccion y/o envenenamiento cuando se contaminan por diversos compuestos incluyendo, aunque sin limitation, cenizas del proceso de combustion (en particular cenizas de carbon). Una fuente comun de obstruccion en los SCR son las partlculas de ceniza grandes (tlpicamente definidas como cualquier ceniza que tenga un tamano de partlcula suficientemente grande para introducirse en los pasajes, poros o estructura de panal de un catalizador presente en los bloques de catalizador en un SCR).
Dado lo anterior, existe una necesidad de un sistema y un metodo que pueden impedir, reducir o evitar la obstruccion y/o envenenamiento de un catalizador en un SCR con cenizas volantes, particularmente partlculas de ceniza grandes.
El documento US 2005/0061261 A1 describe una central electrica que funciona con carbon que se calienta mediante combustion en seco y que comprende una caldera que esta conectada a un catalizador de desnitrificacion mediante un canal de humos-gases. Un separador de cenizas gruesas esta dispuesto en el punto de transition entre el embudo de cenizas de la caldera y una section horizontal del canal de humos-gases, comprendiendo dicho separador de cenizas gruesas un tamiz suspendido de forma oscilante y un tope que define una position neutra del tamiz. El canal de humos-gases ajusta el tamiz en un movimiento pendular, con lo que las partlculas de cenizas gruesas se separan del tamiz y pasan al embudo de cenizas.
El documento WO 2005/114053 describe un dispositivo para separar partlculas de un flujo de gas de escape que tiene un conducto de gas de escape horizontal, a traves del cual el flujo pasa de forma sustancialmente horizontal desde una primera posicion hasta una segunda posicion. En la primera posicion, el dispositivo tiene una disposition de tabique deflector con al menos una placa que esta dispuesta en el conducto de gas de escape y esta inclinada para desviar las partlculas hacia abajo, hacia la portion inferior del conducto del gas de escape. En la segunda posicion, el dispositivo tiene un medio de recogida, que esta dispuesto en la porcion inferior del conducto de gas de escape para recoger las partlculas que se han desviado hacia abajo por la placa, hacia la porcion inferior del conducto de gas de escape.
Sumario
Los aspectos particulares de la invention se definen en las reivindicaciones.
La presente invencion se refiere, en general, al campo de los equipos de control de emisiones para calderas, calentadores, hornos u otros dispositivos de generation de gas de escape o gas de combustion (por ejemplo, aquellos localizados en centrales electricas, plantas de procesamiento, etc.) y, en particular, a un metodo y aparato nuevos y utiles para prevenir la obstruccion, bloqueo y/o la contamination de un catalizador SCR. En algunas disposiciones, el metodo y aparato de la presente invencion estan disenados para proteger un catalizador SCR de obstruccion y/o bloqueo con las partlculas de ceniza grandes que pueden generarse durante la combustion.
Por consiguiente, visto desde un aspecto, puede proporcionarse un sistema para aumentar la vida activa de un catalizador SCR, comprendiendo el sistema: (i) al menos un primer conducto de gas de escape disenado para transportar el gas de escape desde una zona de combustion hasta un SCR; (ii) al menos un SCR situado entre al menos un primer conducto de gas de escape y al menos un segundo conducto de gas de escape, en el que el al menos un segundo conducto de gas de escape esta disenado para transportar el gas de escape desde el SCR a sistemas adicionales aguas abajo o controles medioambientales; (iii) al menos un tamiz para partlculas de ceniza grandes situado en el al menos un primer conducto de escape para posibilitar la recogida de al menos aproximadamente un 50 por ciento de cualquier partlcula de ceniza grande presente en el gas de escape antes de la entrada del gas de escape en el al menos un SCR; y (iv) al menos una valvula rotatoria situada para estar en comunicacion de trabajo con el tamiz para partlculas de ceniza grandes, en el que al menos una valvula rotatoria esta disenada para recoger cualquier partlcula de ceniza grande capturada por el al menos un tamiz para partlculas de ceniza grandes y suministrar tales partlculas de ceniza grandes a al menos un segundo conducto de gas de escape.
Visto desde otro aspecto, puede proporcionarse un sistema para aumentar la vida activa de un catalizador SCR, comprendiendo el sistema: (A) al menos un primer conducto de gas de escape disenado para transportar gas de escape desde una zona de combustion hasta un SCR, estando disenado el al menos un primer conducto de gas de
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escape para permitir que el gas de escape fluya a una primera velocidad de flujo; (B) al menos un segundo conducto de gas de escape que esta en comunicacion operativa con el al menos un primer conducto de gas de escape, en el que el al menos un segundo conducto de gas de escape esta disenado para transportar gas de escape desde el al menos un primer conducto de gas de escape hasta un SCR, estando disenado el al menos un segundo conducto de gas de escape para permitir que el gas de escape fluya a una segunda velocidad de flujo, y la segunda velocidad de flujo es al menos un 10 por ciento menor que la primera velocidad de flujo; (C) al menos un tercer conducto de gas de escape disenado para transportar gas de escape desde el SCR a sistemas adicionales aguas abajo o controles medioambientales; y (D) al menos una valvula rotatoria situada para estar en comunicacion de trabajo con el al menos un segundo conducto de gas de escape, en el que la al menos una valvula rotatoria esta disenada para recoger cualquier partlcula de ceniza grande capturada en el al menos un segundo conducto de gas de escape y suministrar tal partlcula de ceniza grande a al menos un tercer conducto de gas de escape, en el que la combinacion del al menos un segundo conducto de gas de escape y la al menos una valvula rotatoria posibilita la recogida de al menos aproximadamente un 50 por ciento de las partlculas de ceniza grandes presentes en el gas de escape antes de la entrada del gas de escape en el al menos un SCR.
Visto desde otro aspecto mas, puede proporcionarse un metodo para aumentar la vida activa de un catalizador SCR, comprendiendo el metodo las etapas de: (a) proporcionar al menos un medio de recogida de partlculas de ceniza grandes disenado para recoger partlculas de ceniza grandes en una corriente de gas de escape aguas arriba de la entrada del gas de escape en un SCR; y (b) recoger las partlculas de ceniza grandes en el al menos un medio de recogida de partlculas de ceniza grandes para retirar al menos aproximadamente un 50 por ciento de las partlculas de ceniza grandes de la corriente de gas de escape antes de la entrada de la corriente de gas de escape en el SCR; y (c) suministrar las partlculas de ceniza grandes recogidas a un punto en la corriente de gas de escape aguas abajo del SCR.
Las diversas caracterlsticas de novedad proporcionadas por la invencion se senalan con particularidad en las reivindicaciones adjuntas y forman una parte de esta divulgacion. Para una mejor comprension de la invencion, sus ventajas operativas y beneficios especlficos conseguidos mediante sus usos, se hace referencia a los dibujos adjuntos y la materia descriptiva en la que se ilustran las realizaciones de ejemplo de la invencion.
Breve descripcion de los dibujos
Se describiran ahora realizaciones especlficas, a modo de ejemplo unicamente, con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
La Fig. 1 es una representacion esquematica de una instalacion de combustion de combustible fosil tlpica, disenada y provista inicialmente de un sistema SCR;
la Fig. 2 es una representacion esquematica de otra instalacion de combustion de combustible fosil tlpica que no se habla disenado o provisto inicialmente de un sistema SCR;
la Fig. 3 es una representacion esquematica de una instalacion de combustion de combustible fosil de la Fig. 2, a la que se ha anadido un equipo SCR de acuerdo con la presente divulgacion;
la Fig. 4 es una vista en perspectiva en primer plano que ilustra la disposicion de los conductos de escape de la caldera y la porcion de salida inferior del SCR de la Fig. 3, de acuerdo con una realization;
la Fig. 5 es una vista lateral de la disposicion de los conductos de escape de la caldera y la porcion de salida inferior del SCR de la Fig. 4 de acuerdo con una realizacion; y
la Fig. 6 es una vista en section transversal de la disposicion de los conductos de escape de la caldera y la porcion de salida inferior del SCR de la Fig. 4, vista en la direction de las flechas 6 - 6 de la Fig. 3.
Aunque la invencion es susceptible de diversas modificaciones y formas alternativas, las realizaciones especlficas se muestran a modo de ejemplo en los dibujos y se describen en este documento en detalle. Debe entenderse, sin embargo, que los dibujos y la descripcion detallada de los mismos no pretenden limitar la invencion a la forma particular divulgada, sino lo contrario, la invencion debe cubrir todas las modificaciones, equivalentes y alternativas que caen dentro del esplritu y alcance de la presente invencion, como se define por las reivindicaciones adjuntas.
Descripcion detallada
Aunque el presente analisis se proporciona en terminos de sistemas SCR que usan amoniaco como el agente reductor de NOx, puesto que el amoniaco frecuentemente se prefiere por razones economicas, la presente invencion no esta limitada a sistemas basados en amoniaco. Los conceptos de la presente invencion pueden usarse en cualquier sistema que use un compuesto de amoniaco. Como se usa en la presente divulgacion, un compuesto de amoniaco es un termino que pretende incluir compuestos tales como urea, sulfato de amonio, acido cianurico y aminas organicas as! como amoniaco (NH3). Estos compuestos podrlan usarse como agentes reductores ademas
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del amoniaco, pero como se ha mencionado anteriormente, el amoniaco se selecciona frecuentemente por razones economicas. Algunos compuestos no amoniacales tales como monoxido de carbono o metano pueden usarse tambien, pero con una posible reduccion en la eficacia.
Aunque el presente analisis se proporciona en relacion con una caldera o una caldera de combustible fosil, la invencion no se limita unicamente a las mismas. No obstante, la presente invencion puede aplicarse a cualquier fuente de combustion que genere NOx, independientemente de si tal fuente de combustion se utiliza junto con una caldera o un generador de vapor. Por ejemplo, la presente invencion podrla usarse en combinacion con un horno, un calentador o cualquier otro tipo de proceso de combustion que genere, en todo o en parte, un gas de escape o gas de combustion que contiene NOx. Por consiguiente, la descripcion a continuation debe considerarse meramente a modo de ejemplo. Adicionalmente, la presente invencion puede aplicarse a cualquier SCR, independientemente del tipo de catalizador que se utilice en el mismo. Como tal, la presente invencion no esta limitada a un tipo de catalizador SCR cualquiera, sino que no obstante es ampliamente aplicable a un extenso intervalo de sistemas catallticos de SCR. Los sistemas catallticos adecuados incluyen, aunque sin limitation, catalizadores de tipo panal, ondulado y placa.
Una realization de la presente divulgation se refiere a reducir la velocidad de desactivacion del catalizador SCR en unidades de combustion de carbono de la cuenca minera (PRB). Debe observarse que aunque la presente divulgacion se describe en relacion con carbono PRB, la presente invencion no esta limitada a este. No obstante, la presente invencion es ampliamente aplicable a cualquier situation donde un catalizador SCR se obture, bloquee y/o contamine con partlculas de ceniza grandes (LPA) que se acumulan en los pasajes, poros o estructura de panal del catalizador presente en los bloques de catalizador SCR.
En una realizacion, se sospecha que el carbon PRB esta causando obstruction, bloqueo y/o contamination de los pasajes, poros o estructura de panal del catalizador presente en los bloques de catalizador SCR debido a la presencia de LPA que puede considerarse, de una manera no limitante, como ceniza de tipo palomita de malz. Aunque sin desear quedar ligado a definition alguna, la LPA se define como ceniza que tiene un tamano de partlcula medio de al menos aproximadamente 4 mm, o incluso al menos aproximadamente 6 mm. En una realizacion, la LPA tiene cualquier tipo de geometrla incluyendo, aunque sin limitacion, geometrlas irregulares, geometrlas esfericas, geometrlas alargadas, geometrlas elipsoides o cualquier combinacion de dos o mas de las mismas. En otra realizacion, la LPA se define como cualquier ceniza que sea mayor que los pasajes, poros o estructura de panal del catalizador presente en los bloques de catalizador SCR. En esta realizacion, tamano de la LPA solo tiene que ser suficiente para provocar obstruccion, bloqueo y/o contaminacion del catalizador en el SCR.
En una realizacion, la presente divulgacion se refiere a un sistema y metodo para evitar la obstruccion, bloqueo y/o contaminacion de los pasajes, poros o estructura de panal del catalizador presente en los bloques de catalizador SCR debido a la presencia de LPA. En una realizacion, la presente divulgacion aborda el objetivo mencionado anteriormente por adicion de al menos un tamiz para LPA y al menos una valvula rotatoria localizada en una position en el conducto de escape aguas abajo de la caldera, pero aguas arriba del SCR, disenado para retirar al menos aproximadamente un 50 por ciento de la LPA presente en la corriente del gas de escape. En otras realizaciones, la presente divulgacion proporciona la retirada de al menos aproximadamente un 75 por ciento, al menos aproximadamente un 85 por ciento, al menos aproximadamente un 95 por ciento, e incluso al menos aproximadamente un 99 por ciento de la LPA en la corriente de gas de escape. En este caso, como en cualquier otro lugar en la presente divulgacion, los llmites del intervalo individual pueden combinarse para formar intervalos nuevos y/o no divulgados.
Volviendo a las Figuras, la Fig. 1 es una ilustracion de una central electrica tlpica que utiliza carbon como fuente de combustion, y que se diseno y se proporciono inicialmente con un sistema SCR. Como puede verse en la Fig. 1, una central electrica tlpica incluye un SCR localizado entre una portion de caldera de la central electrica y un absorbedor de secado por pulverization (SDA). El SDA se usa para retirar los oxidos de azufre del gas de escape producido durante el proceso de combustion en la porcion de caldera. En otra configuration tlpica, ilustrada en la Fig. 2, que no estaba disenada o inicialmente provista de un sistema SCR, los gases de escape de la caldera se transportan a traves de al menos un escape a un calentador de aire (en la Fig. 2, un calentador de aire tubular) y despues a dispositivos de recogida de partlculas aguas abajo, tales como un precipitador electrostatico o ESP, como se muestra, sin ningun tipo de sistema para retirar cualquier LPA presente en el gas de escape de la corriente de gas de escape. Como consecuencia de esto, si tuviera que anadirse un SCR, el LPA producido durante el proceso de combustion de la caldera podrla provocar obstruccion, bloqueo y/o contaminacion de los pasajes, poros o estructura de panal del catalizador presente en los bloques de catalizador SCR debido a la presencia de LPA.
Como se ha indicado anteriormente, la presente divulgacion proporciona enfoques para abordar este problema mediante el uso de al menos un tamiz para LPA y/o al menos una valvula rotatoria localizada en una posicion en el conducto de escape aguas abajo de la caldera, pero aguas arriba del SCR, y disenado para retirar al menos aproximadamente un 50 por ciento de la LPA presente en la corriente de gas de escape. En una realizacion, como se ilustra en las Figs. 3, 4 y 5, un sistema 100 comprende al menos un tamiz para LPA 102 y al menos una valvula rotatoria 104 que esta situada a lo largo de un conducto de escape 106 aguas abajo de la caldera 108, pero aguas arriba del reactor SCR o SCR 110, para retirar al menos aproximadamente un 50 por ciento de la LPA presente en la
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corriente de gas de escape. En una realizacion particular, la unidad SCR 110 y el conducto de escape de salida del SCR 112 desde el mismo estan situados de tal manera que la LPA recogida desde el gas de escape antes de la entrada del gas de escape en el SCR 110 puede dividirse y suministrarse al conducto de escape de salida del SCR 112. Como puede verse en las Figs. 3, 4 y 5, el tamiz para LPA 102 esta provisto de una inclination adecuada, de manera que provoca que la LPA que impacta con el tamiz para LPA 102 caiga hacia la al menos una valvula rotatoria 104. Adicionalmente, el tamiz para LPA 102 se forma a traves de toda la section transversal del conducto de escape 106, de manera que cualquier LPA presente en la corriente de gas de escape contenida en el conducto 106 se intenta que "pase a traves" del tamiz para LPA 102.
Como puede verse en las Figs. 3, 4, 5 y 6 puede haber multiples conductos 106 que transporten el gas de escape de la caldera 108 al SCR 110. En este caso, cada conducto 106 tiene un tamiz para LPA 102 y al menos una valvula rotatoria 104 como se ha descrito anteriormente. Como puede verse en la Fig. 4, cada valvula rotatoria esta conectada a una tolva disenada para dirigir el LPA a una valvula rotatoria respectiva. En cualquiera de estas realizaciones, el conducto o conductos 112 de escape de salida del SCR estan disenadas para transportar el gas de escape tratado por el SCR y la LPA "anadida" a sistemas adicionales aguas abajo y/o controles medioambientales (por ejemplo, un calentador de aire, un SDA o una camara de filtros, un precipitador u otro dispositivo de control de partlculas).
En otra realizacion, el al menos un tamiz para LPA 102 puede eliminarse del sistema en el caso donde los conductos de escape que transportan el gas de escape desde la caldera al SCR esten disenados de manera que contengan una zona de velocidad reducida. La zona de velocidad reducida es un area en el conducto de escape donde el tamano del conducto de escape se altera de tal manera que da como resultado una reduction suficiente en la velocidad del gas de escape, provocando as! que el LPA presente en el gas de escape "caiga fuera" y se recoja en la tolva, de manera que pueda transportarse desde la misma a traves de una o mas valvulas rotatorias situadas apropiadamente. Esta realizacion se ilustra en la Fig. 6, donde el sistema 200 comprende un conducto de escape de entrada 202 que suministra gas de escape a un area de baja velocidad 204 que tiene una seccion transversal y/o volumen que son suficientemente mayores que los del conducto 202 para provocar una reduccion adecuada en la velocidad del gas de escape, dando como resultado de esta manera una "calda" de la cantidad adecuada de LPA. En la realizacion de la Fig. 6, el SCR se divide en dos secciones, las secciones 206 y 208, situadas a cualquiera de los lados del area de recogida de LPA 210 localizada entre ellas. Como puede verse en la Fig. 6, el area de baja velocidad 204 (que es tambien un area de recogida de LPA) contiene al menos una valvula rotatoria 212 conectada a la misma. Como puede verse en la Fig. 6, cada valvula rotatoria 212 esta situada en una tolva disenada para dirigir el LPA a una valvula rotatoria 212 respectiva. Como con las otras realizaciones de la presente divulgation, la una o mas valvulas rotatorias 212 estan disenadas para transportar la LPA recogida y "anadir" el LPA de vuelta al gas de escape despues de que el gas de escape se trate en el SCR y salga de la una o mas secciones del SCR a traves del conducto de escape 214. Se permite despues que el gas de escape se desplace a sistemas adicionales aguas abajo y/o controles medioambientales (por ejemplo, un calentador de aire, un SDA o un filtro de tela, un precipitador u otro dispositivo de control de partlculas).
Un ejemplo no limitante de una realizacion de velocidad reducida implicarla una corriente de gas de escape que tiene una velocidad de aproximadamente 15,24 m/s (50 pies por segundo) despues de salir de la caldera, donde tal corriente de gas de escape despues se ralentiza mediante el suministro del gas de escape a un conducto de escape que tiene un area de la seccion transversal de mayor tamano. Esto, a su vez, provoca que al menos aproximadamente un 50 por ciento de la LPA presente en la corriente de gas de escape "caiga" debido a la velocidad de flujo reducida que ocurre cuando el gas de escape se desplaza desde un area de alta velocidad de flujo a un area de menor velocidad de flujo. En esta realizacion, el area del conducto de escape con la mayor area de la seccion transversal comprende ademas una o mas valvulas rotatorias disenadas para recoger y suministrar la LPA a un conducto aguas abajo del SDA, de manera que el LPA puede recogerse en un punto adecuado despues de rodear el SDA. En otra realizacion, esta disposition esta disenada para retirar al menos aproximadamente un 75 por ciento, al menos aproximadamente un 85 por ciento, al menos aproximadamente un 95 por ciento o incluso al menos aproximadamente un 99 por ciento del lPa presente en la corriente de gas de escape. En este caso, as! como en cualquier otro lugar en la memoria descriptiva y en las reivindicaciones, los llmites en el intervalo individual pueden combinarse o alterarse para formar intervalos nuevos y/o hlbridos no divulgados expllcitamente.
En otra realizacion, la "calda de velocidad" conseguida desde el conducto de escape de alta velocidad al conducto de escape de baja velocidad es de al menos aproximadamente un 10 por ciento de reduccion en la velocidad del gas de escape. En otra realizacion mas, la "calda de velocidad" conseguida desde el conducto de escape de alta velocidad hasta el conducto de escape de baja velocidad es al menos de aproximadamente un 20 por ciento, al menos aproximadamente un 30 por ciento, al menos aproximadamente un 40 por ciento o incluso al menos de aproximadamente un 50 por ciento de reduccion en la velocidad del gas de escape. En este caso, as! como en cualquier otro lugar en la memoria descriptiva y en las reivindicaciones, los llmites del intervalo individual pueden combinarse para formar intervalos nuevos y/o hlbridos no divulgados expllcitamente. Si se desea, esta realizacion puede incluir adicionalmente un tamiz para LPA. Considerando el tamiz para LPA de cualquiera de las realizaciones, tal tamiz puede realizarse a partir de cualquier material adecuado que pueda soportar la exposition a las condiciones encontradas tlpicamente en la corriente de gas de escape segun sale de la caldera. Los materiales adecuados a partir de los cuales puede formarse un tamiz o tamices lPa incluyen, aunque sin limitation, uno o mas
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metales, una o mas aleaciones metalicas, una o mas composiciones ceramicas, o cualquier combinacion adecuada
de dos o mas de los mismos. En una realizacion, el tamiz para LPA de la presente divulgacion se forma a partir de
una malla. En otra realizacion, el tamiz para LPA puede ser una estructura de placa en la cual se formen aberturas
del tamano adecuado en las mismas. En algunas realizaciones, las aberturas en el tamiz para LPA deberlan
dimensionarse de tal manera que se evite el paso de la LPA a traves de las mismas. En una realizacion, las
aberturas en un tamiz para LPA o placa LPA tienen un area de la seccion transversal de no mas de 1 2 1 2 2 aproximadamente 38,5 mm , no mas de aproximadamente 28,3 mm , no mas de aproximadamente 19,6 mm o
incluso no mas de aproximadamente 12,6 mm2. En otra realizacion mas, cualquier tamiz para LPA de la presente
divulgacion puede reemplazarse por multiples tamices LPA que estan dispuestos en serie a lo largo de la direction
de flujo, respectivamente corriente arriba o abajo entre si. En esta realizacion, cada tamiz para LPA sucesivo podrla
contener aberturas mas pequenas a traves del mismo de manera que retire el LPA de forma progresiva y selectiva
de una corriente de gas de escape antes de la entrada de la corriente del gas de escape en un SCR.
La presion estatica del gas de escape aguas arriba del SCR (y por tanto las entradas de las valvulas rotatorias en las tolvas en los conductos de escape de entrada) sera mayor que la presion estatica del gas de escape aguas abajo del SCR en la descarga (y por tanto en las salidas de las valvulas rotatorias conectadas a los conductos de escape de salida), debido a la calda de presion a traves de los modulos catallticos de SCR y escapes asociados. Por tanto, se usan valvulas rotatorias en la presente divulgacion porque son capaces de transportar material entre regiones a diferentes presiones. Las valvulas rotatorias utilizadas junto con la presente divulgacion se conocen en la tecnica y, en tal caso, un analisis exhaustivo de las mismas y sus principios de operation en este documento se omiten por brevedad. Un ejemplo adecuado de una valvula rotatoria que puede usarse es una valvula rotatoria de tipo de descarga inferior, disponible en Ricon Engineers, 6-A, Archana Industrial Estate, Opp. Ajit Mill, Rakhial, Ahmedabad - 380023, Gujarat (INDIA).
Las ensenanzas de la presente divulgacion son ventajosas en tanto que son aplicables a instalaciones con SCR existentes (actualizaciones) y SCR nuevos. Adicionalmente, las presentes ensenanzas pueden aplicarse a plantas que utilizan biomasa como fuente de combustible. En una realizacion, la implementation de las presentes ensenanzas puede conseguirse de una manera eficaz respecto a costes utilizando un hardware de bajo coste disenado para retirar cualquier partlcula de ceniza grande (LPA) que este presente en una corriente de gas de escape antes del tratamiento en el SCR. Las presentes ensenanzas tampoco afectan al diseno actual de calderas y SCR.

Claims (16)

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    REIVINDICACIONES
    1. Un sistema para aumentar la vida activa de un catalizador SCR, comprendiendo el sistema:
    (i) al menos un primer conducto de gas de escape disenado para transportar gas de escape desde una zona de combustion hasta un SCR;
    (ii) al menos un SCR situado entre el al menos un primer conducto de gas de escape y al menos un segundo conducto de gas de escape, en el que el al menos un segundo conducto de gas de escape esta disenado para transportar el gas de escape desde el SCR hasta los sistemas adicionales aguas abajo o controles medioambientales;
    (iii) al menos un tamiz para partlculas de ceniza grandes situado en el al menos un primer conducto de escape, de manera que posibilite la recogida de al menos aproximadamente un 50 por ciento de cualquier partlcula de ceniza grande presente en el gas de escape antes de la entrada de gas de escape en el al menos un SCR; y
    (iv) al menos una valvula rotatoria situada para estar en comunicacion de trabajo con el tamiz para partlculas de ceniza grandes, en el que la al menos una valvula rotatoria esta disenada para recoger cualquier partlcula de ceniza grande capturada por el al menos un tamiz para partlculas de ceniza grandes y suministrar tales partlculas de ceniza grandes a el al menos un segundo conducto de gas de escape.
  2. 2. El sistema de la reivindicacion 1, en el que el al menos un tamiz para partlculas de ceniza grandes se forma como un tamiz de malla y/o se forma a partir de una placa que tiene una o mas aberturas formadas en el mismo.
  3. 3. El sistema de la reivindicacion 1 o 2, en el que el al menos un tamiz para partlculas de ceniza grandes se forma a partir de uno o mas metales, una o mas aleaciones metalicas, una o mas composiciones ceramicas, o cualquier combinacion de dos o mas de los mismos.
  4. 4. El sistema de cualquier reivindicacion anterior, en el que al menos un tamiz para partlculas de ceniza grandes situado en el al menos un primer conducto de escape esta disenado para posibilitar la recogida de al menos aproximadamente un 75 por ciento de cualquier partlcula de ceniza grande presente en el gas de escape antes de la entrada del gas de escape en el al menos un SCR.
  5. 5. El sistema de cualquier reivindicacion anterior, en el que el al menos un tamiz para partlculas de ceniza grandes situado en el al menos un primer conducto de gas de escape esta disenado para posibilitar la recogida de al menos un 95 por ciento de cualquier partlcula de ceniza grande presente en el gas de escape antes de la entrada del gas de escape en el al menos un SCR.
  6. 6. El sistema de cualquier reivindicacion anterior, en el que la partlcula de ceniza grande tiene un tamano de partlcula medio de al menos aproximadamente 4 mm a aproximadamente 6 mm.
  7. 7. Un sistema para aumentar la vida activa de un catalizador SCR, comprendiendo el sistema:
    (A) al menos un primer conducto de gas de escape disenado para transportar gas de escape desde una zona de combustion hasta un SCR, estando disenado el al menos un primer conducto de gas de escape para permitir que el gas de escape fluya a una primera velocidad de flujo;
    (B) al menos un segundo conducto de gas de escape que esta en comunicacion operativa con el al menos un primer conducto de gas de escape, en el que el al menos un segundo conducto de gas de escape esta disenado para transportar gas de escape desde el al menos un primer conducto de gas de escape hasta un SCR, estando disenado el al menos un segundo conducto de gas de escape para permitir que el gas de escape fluya a una segunda velocidad de flujo, y la segunda velocidad de flujo es al menos un 10 por ciento menor que la primera velocidad de flujo;
    (C) al menos un tercer conducto de gas de escape disenado para transportar gas de escape desde el SCR hasta sistemas adicionales aguas abajo o controles medioambientales; y
    (D) al menos una valvula rotatoria situada para estar en comunicacion de trabajo con el al menos un segundo conducto de gas de escape, en el que al menos una valvula rotatoria esta disenada para recoger cualquier partlcula de ceniza grande capturada en al menos un segundo conducto de gas de escape y suministrar tal partlcula de ceniza grande a el al menos un tercer conducto de gas de escape,
    con lo que la combinacion del al menos un segundo conducto de gas de escape y la al menos una valvula rotatoria posibilita la recogida de al menos aproximadamente un 50 por ciento de cualquier partlcula de ceniza grande presente en el gas de escape antes de la entrada de gas de escape en al menos un SCR.
  8. 8. El sistema de la reivindicacion 7, que comprende ademas al menos un tamiz para partlculas de ceniza grandes localizado en al menos un segundo conducto de gas de escape.
  9. 9. El metodo de la reivindicacion 8, en el que el al menos un tamiz para partlculas de ceniza grandes se forma a partir de un tamiz de malla y/o una placa que tiene una o mas aberturas formadas en la misma.
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  10. 10. El sistema de la reivindicacion 8 o 9, en el que el al menos un tamiz para partlculas de ceniza grandes se forma a partir de uno o mas metales, una o mas aleaciones metalicas, una o mas composiciones ceramicas, o cualquier combinacion de dos o mas de los mismos.
  11. 11. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10, en el que la partlcula de ceniza grande tiene un tamano de partlcula medio de al menos aproximadamente 4 mm a aproximadamente 6 mm.
  12. 12. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones 7 a 11, en el que la segunda velocidad de flujo es al menos un 20 por ciento menor que la primera velocidad de flujo, o es al menos un 30 por ciento menor que la primera velocidad de flujo o es al menos un 40 por ciento menor que la primera velocidad de flujo.
  13. 13. Un metodo para aumentar la vida activa de un catalizador SCR, comprimiendo el metodo las etapas de:
    (a) proporcionar al menos un medio de recogida de partlculas de ceniza grandes disenado para recoger partlculas de ceniza grandes en una corriente de gas de escape aguas arriba de la entrada del gas de escape en un SCR; y
    (b) recoger las partlculas de ceniza grandes en el al menos un medio de recogida de partlculas de ceniza grandes para retirar al menos aproximadamente un 50 por ciento de las partlculas de ceniza grandes de la corriente de gas de escape antes de la entrada de la corriente de gas de escape en el SCR; y
    (c) suministrar las partlculas de ceniza grandes recogidas a un punto en la corriente de gas de escape aguas abajo del SCR.
  14. 14. El metodo de la reivindicacion 13, en el que el medio de recogida de partlculas de ceniza grandes se forma a partir de una combinacion de al menos un tamiz para partlculas de ceniza grandes y al menos una valvula rotatoria.
  15. 15. El metodo de la reivindicacion 14, en el que el al menos un tamiz para partlculas de ceniza grandes se forma de un tamiz de malla y/o se forma a partir de una placa que tiene una o mas aberturas formadas en la misma.
  16. 16. El metodo de la reivindicacion 13, 14 o 15, en el que el medio de recogida de partlculas de ceniza grandes se forma a partir de una combinacion de al menos un area de gas de escape de gran velocidad y al menos una valvula rotatoria.
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